ICPMS法測定大氣PM2.5中的砷元素

發布時間：2018-11-18 15:02 原文鏈接： ICPMS法測定大氣PM2.5中的砷元素

　　隨著汽車尾氣、工業生產、燃煤等人為污染物排放量不斷增加，空氣污染也越來越嚴重.直徑<2.5μm的細顆粒物(PM2.5)已經成為大氣中的主要污染物之一。這些細顆粒物在大氣中滯留時間長、粒徑小，通過呼吸作用進入人體后可以沉積在肺泡內，進而危及人類健康。研究表明，PM2.5與人類呼吸道疾病、心肺疾病呈正相關〔1〕。作為細顆粒物中主要的無機成分，重金屬元素蓄積性強、毒性大，易通過呼吸作用隨PM2.5進入人體，在體內被溶解、吸收，從而對心肺等器官造成損害。

　　目前，國內關于PM2.5的研究主要是針對它的微觀特征、礦物組成，以及顆粒物的健康效應等方面〔2〕，對于其中重金屬元素的定量定性研究進行的很少〔3〕。本文以美國EPA方法為基礎，建立了大氣PM2.5中As元素的ICP-MS定量分析方法。

　　1 實驗部分

　　1.1 試劑各種單元素標準溶液（國家標準物質中心），質譜調諧液（PerkinElmer公司），硝酸（優級純）。

　　1.2 儀器電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS），采樣器，電子分析天平，壓力消解罐，電熱控溫儀，超純水機。

　　1.3 儀器條件:用調諧液調整儀器各項指標，使儀器靈敏度、氧化物等指標達到要求。ICP-MS最佳測定條件：射頻功率1000W；載氣流速：0.89L/min；采樣深度：11mm。

　　1.4 分析步驟:(1) 樣品的采集:用大氣采樣器和微孔濾膜采收樣品，采樣流量為77L/min。采樣完成后塵面朝里對折兩次成扇形編號保存，并詳細記錄采樣時的氣溫和氣壓。(2)樣品的處理:樣品的前處理采用壓力罐消解法。每次消化時取1/4張樣品濾膜，分別加入3 mL硝酸和1mL過氧化氫，0.2 mL10.0 mg/L的Ge內標使用液，使樣品濾膜完全淹沒后蓋上密封蓋以備消解。消解完成后冷卻、趕酸，用去離子水定容至50 mL，待測。同時做樣品空白。(3)標準溶液的配制:a，As標準使用液：移取0.1mL 1000mg/L的As于100mL容量瓶中，用1%的硝酸定容，搖勻，配成質量濃度為1.0 mg/L的As標準使用液；b， Ge內標使用液：移取1.0mL 1000mg/L Ge于100mL容量瓶中，用1的硝酸定容，搖勻，配成質量濃度為10.0 mg/L的Ge內標使用液。標準系列：移取適量的As標準使用液，用1%的硝酸梯度稀釋成濃度為0.5、1.0、10.0、50.0、100.0 ?g/L的As標準系列。

　　1.4.4 樣品的測定及計算公式：在儀器最佳條件下，進行ICP-MS分析。并計算出大氣PM2.5中As元素的質量濃度。計算公式為：ρM=ρ1×V1×L／V

　　式中：ρM- 大氣PM2.5中As元素的質量濃度，單位為μg/m3；

　　ρ1 - 儀器測定的As元素質量濃度，單位為μg/L；

　　L - 取樣比例；V1 - 定容體積，單位為L；V: 采樣體積，單位為m3。

　　2結果與討論

　　2.1 方法的檢出限、測定下限:分別消化試劑空白溶液11件，計算空白溶液測定的標準差，方法檢出限以3倍空白溶液標準差計算，方法的測定下限以10倍空白溶液標準差計算。測定結果為檢出限0.012g/L，測定下限0.040 g/L。

　　2.2 方法的精密度:在同一條件下，對含低、中、高不同濃度As元素的樣品分別重復測定7次，結果表明，相對標準偏差（RSD）均小于2.80%。

　　2.3方法的準確度和加標回收率:在樣品中加入低、中、高三個濃度的As元素標準溶液，As元素加標回收率在80.3 ~95.5%之間。測定結果見表1。

　　2.4實際樣品的測定:采用本方法測定了大氣樣品6份，測定結果見表2。

　　3結論

　　本實驗采用干擾方程和內標方法校正干擾，通過精密度、加標回收率等實驗證明本方法線檢出限低、精密度好、準確度高，適合大氣顆粒物PM2.5中As元素的測定。實驗結果令人滿意，為空氣質量的監測和疾病的預防提供了參考依據。